CN210537007U - 一种用于x射线ct管的控制主板 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种用于X射线CT管的控制主板，属于医疗器械领域。在所述用于X射线CT管的控制主板中，控制主板包括控制器模块、传感器接口、信号处理模块、存储模块和网络模块；其中，所述信号处理模块通过传感器接口与传感器组连接，在所述控制器模块的控制下获取传感器组的信号并进行处理；所述控制器模块读取所述信号处理模块处理得到的数据，进行分析及信息提取后发送至所述存储模块存储，并通过所述网络模块发送到终端。

Description

一种用于X射线CT管的控制主板

技术领域

本实用新型涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种用于X射线CT管的控制主板。

背景技术

CT（Computed Tomography）即电子计算机断层扫描，利用精确准直的X射线和灵敏度极高的探测器围绕人体某部位做断面扫描，具备扫描时间快、图像清晰的特点，在医疗诊断中发挥着重要作用。

CT系统的核心器件是X射线CT管，X射线CT管通过对阴极灯丝进行加热激发出热电子，并在阴极和阳极之间的加速电场作用下，高速撞击到靶面，从而产生X射线；这部分能量仅占据总能量的1%，而剩余约99%的能量全部转化为热能。因此，靶盘上受电子撞击的部位升温很快。通常阳极靶盘在真空管壳内进行高速旋转，这样可以将热量分散到整个靶盘从而避免局部过热。在高真空高温条件下，靶盘上的热量主要通过热辐射传递给真空管壳，由流经真空管壳的绝缘冷却油带走。同时还有一部分热量传导不可避免地传导到阳极轴承上，使得轴承处的滚珠温度升高。

随着X射线CT管的使用，绝缘冷却油油质会变差，到一定程度后会引发阴阳极和管壳间的打火，导致玻壳或陶瓷碎裂；轴承滚珠涂层会逐渐磨损，直至轴承卡死导致靶盘融化。然而，市场上没有一款自我检测状态、进行寿命预测、并向用户和球管供应商提供维护和更换球管提示的X射线CT管。因此，X射线CT管经常会在对病人进行扫描时突然损坏，一方面造成病人承受不必要的辐射，另一方面由于CT管更换需要时间而耽误了医院诊断。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种用于X射线CT管的控制主板，以解决背景技术中出现的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于X射线CT管的控制主板，所述X射线CT管包括管壳和封装在所述管壳内部的X射线管芯，所述X射线CT管开有用于发射X射线的窗口；所述管壳和所述X射线管芯之间填充有绝缘冷却油，并通过进油口和出油口与外部的油泵和散热器连接，

所述控制主板包括控制器模块、传感器接口、信号处理模块、存储模块和网络模块；其中，

所述信号处理模块通过传感器接口与传感器组连接，所述信号处理模块在所述控制器模块的控制下获取传感器组的信号并进行处理；所述控制器模块读取所述信号处理模块处理得到的数据，进行分析及信息提取后发送至所述存储模块存储，并通过所述网络模块发送到终端。

可选的，所述控制主板还包括：

驱动接口，通过所述驱动接口对所述X射线CT管中的定子线圈供电，所述定子线圈通电以驱动所述X射线管芯内的轴承旋转；

偏转线圈接口，与所述X射线管芯外侧的偏转线圈连接以进行供电，使电子束偏转产生飞焦；

通讯接口，包括开关端口、通讯端口和供电端口，

所述开关端口包括温度开关和压力开关，所述温度开关在油温过高时强制停止曝光，所述压力开关在油压过低或过高时强制停止曝光；

所述通讯端口用于与CT系统通讯交换所述X射线CT管相关信息；

所述供电端口用于对所述控制主板与CT系统通讯进行供电。

可选的，所述驱动接口与所述信号处理模块相连，所述信号处理模块对所述驱动接口的信号进行处理并传输给所述控制器模块，由其分析得到单次驱动所述线圈的运行时间；另外对驱动电流停止后轴承惯性转动所激发出的感应电流信号进行处理，并将数据交由所述控制器模块分析得到停止驱动后的所述轴承转速变化曲线。

可选的，所述传感器组包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器和第五传感器；其中，

所述第一传感器是设置在所述窗口处的温度传感器，用于监测所述窗口的温度；

所述第二传感器和所述第三传感器分别是设置在绝缘冷却油中油温传感器和油质传感器，分别监测绝缘冷却油的温度和状态信息；

所述第四传感器和所述第五传感器是分别设置在所述进油口和出油口的油温传感器，分别监测进油口和出油口的温度。

可选的，所述控制主板还包括电源模块，用于对所述控制主板供电。

可选的，所述电源模块具备电池模块。

可选的，所述存储模块中存储有包括出厂前的灯丝发射曲线、伏安特性曲线、偏转线圈电流信息和栅极电压信息在内的信息。

可选的，所述网络模块采用4G通讯协议或者5G通讯协议。

一种控制主板，包括控制器模块、传感器接口和网络模块；其中，

所述信号处理模块通过传感器接口与传感器组连接，所述信号处理模块在所述控制器模块的控制下获取传感器组的信号并进行处理；所述控制器模块读取所述信号处理模块处理得到的数据，通过所述网络模块传送至配备的操作平板或者主机进行分析和获取信息。

可选的，所述网络模块采用WiFi模块或者蓝牙模块。

在本实用新型提供的用于X射线CT管的控制主板中，所述X射线CT管包括管壳和封装在所述管壳内部的X射线管芯，所述X射线CT管开有用于发射X射线的窗口；所述管壳和所述X射线管芯之间填充有绝缘冷却油，并通过进油口和出油口与外部的油泵和散热器连接，所述控制主板包括控制器模块、传感器接口、信号处理模块、存储模块和网络模块；其中，所述信号处理模块通过传感器接口与传感器组连接，在所述控制器模块的控制下获取传感器组的信号并进行处理；所述控制器模块读取所述信号处理模块处理得到的数据，进行分析及信息提取后发送至所述存储模块存储，并通过所述网络模块发送到终端。

本实用新型具有以下有益效果：

（1）对绝缘冷却油的油质状态进行自检，并记录油质变化曲线；当油质差到预定程度后及时向用户预警，并通知球管供应商进行维护，从而保证X射线CT管的寿命；

（2）对轴承状态进行自检，并记录轴承状态，同时预测X射线CT管寿命。待X射线CT管寿命将近时，提醒用户提前进行更换，从而不影响医院日常诊断；

（3）实时监测管壳温度、油温，当管壳温度或油温出现异常时及时对用户进行预警，避免X射线CT管在使用中因过强连续曝光的意外损坏；

（4）在用户允许的前提下，收集X射线CT管的使用状态供供应商进行分析，以便进一步改进X射线CT管。

附图说明

图1是带有控制主板的X射线CT管的结构示意图；

图2是带有控制主板的X射线CT管的结构示意图；

图3是本实用新型提供的控制主板的结构示意图；

图4是控制主板上各模块的连接示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型提出的一种用于X射线CT管的控制主板作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本实用新型的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。

实施例一

本实用新型提供了一种用于X射线CT管的控制主板，如图1所示为控制主板1设置在所述X射线CT管2上。其中对于X射线CT管2，如图1和图2所示，本领域的技术人员理解，所述X射线CT管2包括管壳和封装在所述管壳内部的X射线管芯，所述X射线CT管2开有用于发射X射线的窗口21；所述管壳和所述X射线管芯之间填充有绝缘冷却油，并通过进油口22和出油口23与外部的油泵和散热器连接，形成油回路并通过油循环将X射线管芯的热量散发出去。

具体的，对于用于X射线CT管的控制主板1，如图3所示，其包括控制器模块11、传感器接口12、信号处理模块13、存储模块14和网络模块15；其中，连接示意图如图4所示，所述信号处理模块13通过传感器接口12与传感器组连接，在所述控制器模块11的控制下所述信号处理模块13读入传感器组的信号并进行处理；所述控制器模块11分别与所述信号处理模块13、所述存储模块14和所述网络模块15连接，将所述信号处理模块13处理得到的数据进行分析并获取信息后发送至所述存储模块14存储，并通过所述网络模块15发送到终端。进一步的，所述终端包括CT用户及球管生产商的终端，该终端可以为手机，电脑或者操作平板上的应用程序；更进一步的，所述网络模块15采用4G通讯协议或者5G通讯协议。

具体的，请继续参阅图3，所述控制主板1还包括现有技术中与高压发生器和CT系统进行连接的驱动接口16、偏转线圈接口17和通讯接口18。其中，本领域技术人员理解，通过所述驱动接口16对所述X射线CT管2中的定子线圈供电，所述定子线圈通电以驱动所述X射线管芯内的轴承旋转；所述偏转线圈接口17与所述X射线管芯外侧的偏转线圈连接以进行供电，使电子束偏转产生飞焦；所述通讯接口18包括开关端口、通讯端口和供电端口，其中，所述开关端口包括温度开关和压力开关，所述温度开关在油温过高时强制停止曝光，所述压力开关在油压过低或过高时强制停止曝光；所述通讯端口用于与CT系统通讯交换所述X射线CT管的管芯序列号、曝光时间等信息；所述供电端口用于对所述控制主板与CT系统通讯进行供电。

优选的，所述驱动接口16与所述信号处理模块13相连。通常驱动接口16处的电流为几个安培，本领域的技术人员能够理解，为了使电流信号能够被分析，所述信号处理模块13具备变压器和模数转换器，将电流值按比例缩小并转换为数字信号以供所述供控制器模块11分析。在本实施例一中，所述控制器模块11包括CPU（中央处理器）、内存、DMA（直接内存存取）、计数器等元件，具备控制和分析功能，能够对所述信号处理模块13传送的数字信号进行分析，得到驱动接口16对于定子线圈的通电时间。同时，本领域的技术人员知道，将定子线圈的通电时间进行累加即可得轴承运行总时间。另外，当轴承驱动结束后，虽然驱动接口16停止供电，但是轴承由于惯性作用仍将继续旋转并在定子线圈中激发出感应电流。感应电流的频率与转子的转速直接相关，所述信号处理模块13将感应电流信号转化为数字信号以供控制器模块11进行分析，通过傅立叶变换可以实时得到轴承的转速变化曲线。该变化曲线一定程度上反映了轴承的磨损情况。所述控制器模块11将每次获取的轴承转速变化曲线传送到所述存储模块14记录下来，并结合历次数据以及轴承运行总时间，判断轴承的健康状况并预测其寿命。当预计寿命将近时及时提醒CT用户与球管供应商预约安排在CT系统空闲时间进行球管更换，从而不影响到医院日常诊断。

所述传感器组包括第一传感器31、第二传感器32、第三传感器33、第四传感器34和第五传感器35，所述信号处理模块13通过所述传感器接口12读入这些传感器的信号并进行处理；其中，

所述第一传感器31是设置在所述窗口21处的温度传感器，用于监测所述窗口的温度；所述第二传感器32和所述第三传感器33分别是设置在绝缘冷却油中的油温传感器和油质传感器，分别监测绝缘冷却油的温度和状态信息，具体为所述第二传感器32和所述第三传感器33的引脚固定于所述控制主板，主体在所述管壳和所述X射线管芯之间，并浸入在绝缘冷却油里；所述第四传感器34和所述第五传感器35是分别设置在所述进油口和出油口的油温传感器，分别监测进油口22和出油口23的温度，两者的温差反映了散热系统的散热情况。当所述第一传感器31、所述第二传感器32温度过高，所述第四传感器34和所述第五传感器35温度较高且温差较小，则说明所述X射线CT管2进行了过强连续曝光或者散热系统故障。此时控制主板发送预警信息到终端，提醒CT用户间隔一段时间再进行曝光，或者通知球管供应商进行维护排除散热系统等故障问题。其中，所述第三传感器33监测到绝缘冷却油的状态信息包括含水率、颗粒杂质和粘度等，当油质状态变差并达到预定阈值时，通过终端向CT用户和球管生产商进行预警并提示进行维护。这样可以避免油质状态过差，引发阴阳极打火进而导致玻壳或陶瓷碎裂的后果，有效延长了球管寿命。

优选的，所述控制主板1将监测到的X射线CT管使用过程中的温度、轴承转速变化曲线等信息发送给球管供应商进行分析，以便进一步改进X射线CT管。

所述控制主板1还包括电源模块19，通过所述电源模块19接外部供电；所述电源模块19具备电池模块，其充电后可在无外部供电情况下进行工作。另外，还可以通过通讯接口18中提供的供电端口进行供电。

另外，所述存储模块14中存储有包括出厂前的灯丝发射曲线、伏安特性曲线、偏转线圈电流信息和栅极电压信息在内的信息。当带有控制主板的X射线CT管初装到CT系统后，CT系统可以直接读取相关信息，省略初装过程中的灯丝校准和焦点校准的过程，从而节省了安装时间。

实施例二

由于CT系统所处铅房对信号有屏蔽作用，同时为了精简控制控制主板的尺寸，本实用新型还提供了一种控制主板，主要起记录数据以及将其发送给配备的操作平板或主机的作用。所述控制主板包括控制器模块、传感器接口和网络模块；在本实施例二中，该控制器模块主要起控制功能，其中，所述信号处理模块通过传感器接口与传感器组连接，在所述控制器模块的控制下获取传感器组的信号并进行处理；所述控制器模块读取所述信号处理模块处理得到的数据，并通过所述网络模块传送至配备的操作平板或者主机；操作平板或主机对数据进行分析，以及向用户给出预警，维护和更换提示；该操作平板或主机通过网线、WiFi或4G等方式连入网络，向球管供应商反馈球管工作信息，帮助球管供应商改进X射线CT管；同时向球管供应商给出维护和更换提示。此时所述控制主板中的网络模块采用WiFi模块或蓝牙模块，只做短距离通讯使用。

上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于X射线CT管的控制主板，所述X射线CT管包括管壳和封装在所述管壳内部的X射线管芯，所述X射线CT管开有用于发射X射线的窗口；所述管壳和所述X射线管芯之间填充有绝缘冷却油，并通过进油口和出油口与外部的油泵和散热器连接，其特征在于，

所述控制主板包括控制器模块、传感器接口、信号处理模块、存储模块和网络模块；其中，

所述信号处理模块通过传感器接口与传感器组连接，所述信号处理模块在所述控制器模块的控制下获取传感器组的信号并进行处理；所述控制器模块读取所述信号处理模块处理得到的数据，进行分析及信息提取后发送至所述存储模块存储，并通过所述网络模块发送到终端。

2.如权利要求1所述的用于X射线CT管的控制主板，其特征在于，所述控制主板还包括：

驱动接口，通过所述驱动接口对所述X射线CT管中的定子线圈供电，所述定子线圈通电以驱动所述X射线管芯内的轴承旋转；

偏转线圈接口，与所述X射线管芯外侧的偏转线圈连接以进行供电，使电子束偏转产生飞焦；

通讯接口，包括开关端口、通讯端口和供电端口，

所述开关端口包括温度开关和压力开关，所述温度开关在油温过高时强制停止曝光，所述压力开关在油压过低或过高时强制停止曝光；

所述通讯端口用于与CT系统通讯交换所述X射线CT管相关信息；

所述供电端口用于对所述控制主板与CT系统通讯进行供电。

3.如权利要求2所述的用于X射线CT管的控制主板，其特征在于，所述驱动接口与所述信号处理模块相连，所述信号处理模块对所述驱动接口的信号进行处理并传输给所述控制器模块，由其分析得到单次驱动所述线圈的运行时间；另外对驱动电流停止后轴承惯性转动所激发出的感应电流信号进行处理，并将数据交由所述控制器模块分析得到停止驱动后的轴承转速变化曲线。

4.如权利要求1所述的用于X射线CT管的控制主板，其特征在于，所述传感器组包括第一传感器、第二传感器、第三传感器、第四传感器和第五传感器；其中，

所述第一传感器是设置在所述窗口处的温度传感器，用于监测所述窗口的温度；

所述第二传感器和所述第三传感器分别是设置在绝缘冷却油中的油温传感器和油质传感器，分别监测绝缘冷却油的温度和状态信息；

所述第四传感器和所述第五传感器是分别设置在所述进油口和出油口的油温传感器，分别监测进油口和出油口的温度。

5.如权利要求1或2所述的用于X射线CT管的控制主板，其特征在于，所述控制主板还包括电源模块，用于对所述控制主板供电。

6.如权利要求5所述的用于X射线CT管的控制主板，其特征在于，所述电源模块具备电池模块。

7.如权利要求1所述的用于X射线CT管的控制主板，其特征在于，所述存储模块中存储有包括出厂前的灯丝发射曲线、伏安特性曲线、偏转线圈电流信息和栅极电压信息在内的信息。

8.如权利要求1所述的用于X射线CT管的控制主板，其特征在于，所述网络模块采用4G通讯协议或者5G通讯协议。

9.一种控制主板，其特征在于，包括控制器模块、传感器接口和网络模块；其中，

信号处理模块通过传感器接口与传感器组连接，所述信号处理模块在所述控制器模块的控制下获取传感器组的信号并进行处理；所述控制器模块读取所述信号处理模块处理得到的数据，通过所述网络模块传送至配备的操作平板或者主机进行分析和获取信息。

10.如权利要求9所述的控制主板，其特征在于，所述网络模块采用WiFi或者蓝牙模块。

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